格子Boltzmann方法自20世纪80年代被提出后，受到了国内外众多学者的关注，在理论和应用研究等方面都迅速发展，并逐渐成为相关领域国际研究的热点之一。本书结合作者近二十年在相关科研实践中的体会和所积累的经验，通过采取“基础理论 + 应用基础模型 + 应用案例”的递进模式，系统地介绍了格子Boltzmann方法的基本概念、基础理论、应用基础模型、边界处理、网格划分、数值实施以及应用等，并配以典型的算例和程序代码，以帮助读者快速掌握该方法。在呈现方式上，本书增加了可扫码查看的数字资料，激发读者的学习兴趣，增强学习效果。

本书适用于高等学校研究生，以及科研单位的工程技术人员和研究人员，可作为能源动力、机械、数学、物理及生物工程等大类专业的计算流体力学与计算传热学课程的教材或参考用书，也可供相关技术人员参考。

前辅文
第1章 绪论
  1.1 计算流体力学与计算传热学
  1.2 格子Boltzmann方法发展历程
   1.2.1 孕育
   1.2.2 诞生
   1.2.3 基础理论体系的构筑期
   1.2.4 深入发展期
  1.3 本书的目的和内容
   1.3.1 本书目的
   1.3.2 本书内容
  参考文献
第2章 流体力学基本方程
  2.1 连续介质假设
  2.2 雷诺输运方程
  2.3 连续性方程
  2.4 动量方程
   2.4.1 牛顿流体的本构方程
   2.4.2 Navier-Stokes方程
  2.5 能量方程
   2.5.1 总能方程
   2.5.2 热力学能方程
   2.5.3 其他形式的能量方程
  2.6 小结
  习题
  参考文献
第3章 格子Boltzmann方法的基础理论和基本模型
  3.1 Boltzmann方程
  3.2 Maxwell分布及Boltzmann H定理
   3.2.1 Maxwell分布
   3.2.2 H定理
  3.3 Maxwell输运方程及宏观量守恒方程组
  3.4 从Boltzmann方程到格子Boltzmann方程
   3.4.1 BGK近似
   3.4.2 格子Boltzmann方程
  3.5 格子Boltzmann方法的基本模型
   3.5.1 D2Q9模型平衡态分布函数的确定
   3.5.2 ChapmanEnskog展开
  3.6 多松弛格子Boltzmann模型
   3.6.1 基本原理
   3.6.2 正交多松弛模型
   3.6.3 非正交多松弛模型
   3.6.4 多松弛模型的ChapmanEnskog展开
  3.7 中心矩格子Boltzmann模型
   3.7.1 早期模型
   3.7.2 改进的中心矩模型
  3.8 格子Boltzmann方法的作用力格式
   3.8.1 He-Shan-Doolen格式
   3.8.2 Guo-Zheng-Shi格式
   3.8.3 ExactDifferenceMethod格式
   3.8.4 多松弛模型的作用力格式
   3.8.5 中心矩模型的作用力格式
  3.9 小结
  习题
  参考文献
第4章 单相流动与传热的格子Boltzmann模型
  4.1 不可压缩等温格子Boltzmann模型
   4.1.1 定常不可压缩模型
   4.1.2 He-Luo模型
   4.1.3 D2G9模型
  4.2 基于温度分布函数的热格子Boltzmann模型
  4.3 基于热力学能分布函数的热格子Boltzmann模型
   4.3.1 标准的热力学能分布函数模型
   4.3.2 简化的热力学能分布函数模型
  4.4 基于总能分布函数的热格子Boltzmann模型
  4.5 可压缩流动的耦合双分布函数模型
   4.5.1 基本原理
   4.5.2 二维模型
   4.5.3 三维模型
  4.6 小结
  习题
  参考文献
第5章 气液两相流格子Boltzmann模型
  5.1 稠密流体的平均场动理论
  5.2 自由能格子Boltzmann模型
   5.2.1 热力学理论及Swift自由能模型
   5.2.2 热力学一致性
   5.2.3 改进的自由能模型
   5.2.4 接触角格式
  5.3 伪势格子Boltzmann模型
   5.3.1 Shan-Chen模型
   5.3.2 实现热力学一致性的Li-Luo-Li方法
   5.3.3 表面张力
   5.3.4 接触角格式
   5.3.5 多组分伪势模型简介
  5.4 颜色梯度格子Boltzmann模型
   5.4.1 基本原理
   5.4.2 表面张力
   5.4.3 伽利略不变性
   5.4.4 接触角格式
  5.5 相场格子Boltzmann模型
   5.5.1 相场理论
   5.5.2 早期模型
   5.5.3 大密度比模型
   5.5.4 接触角格式
  5.6 小结
  习题
  参考文献
第6章 流固两相流模型及固液相变格子Boltzmann模型
  6.1 流固两相流格子Boltzmann模型
   6.1.1 基本原理
   6.1.2 动量交换法的修正
   6.1.3 再填充格式
   6.1.4 颗粒间相互作用力
  6.2 固液相变格子Boltzmann模型
   6.2.1 固液相变简介
   6.2.2 相场模型概述
   6.2.3 焓法模型
   6.2.4 固液相界面的边界处理
  6.3 小结
  习题
  参考文献
第7章 多孔介质流动与传热的格子Boltzmann模型
  7.1 表征体元尺度格子Boltzmann模型
   7.1.1 REV尺度流动与传热的控制方程
   7.1.2 REV尺度多孔介质流动的格子Boltzmann模型
   7.1.3 REV尺度多孔介质传热的格子Boltzmann模型
  7.2 孔隙尺度格子Boltzmann模拟
   7.2.1 多孔介质孔隙结构的重构与生成
   7.2.2 孔隙尺度模拟中的边界处理
  7.3 多孔介质固液相变格子Boltzmann模型
   7.3.1 孔隙尺度
   7.3.2 REV尺度
  7.4 小结
  习题
  参考文献
第8章 格子Boltzmann方法的边界处理
  8.1 节点设置方式
  8.2 启发式格式
   8.2.1 周期性边界处理格式
   8.2.2 对称边界处理格式
   8.2.3 充分发展边界处理格式
   8.2.4 半步长反弹格式
   8.2.5 镜面反射格式
  8.3 动力学格式
   8.3.1 非平衡态反弹格式
   8.3.2 反滑移格式
   8.3.3 质量修正格式
  8.4 外推格式
   8.4.1 Chen格式
   8.4.2 非平衡态外推格式
  8.5 复杂边界处理格式
   8.5.1 Filippova-Hnel格式及其改进形式
   8.5.2 Bouzidi格式
   8.5.3 Guo格式
   8.5.4 质量损失及修正格式
  8.6 温度边界处理格式
  8.7 小结
  习题
  参考文献
第9章 格子Boltzmann方法的网格技术
  9.1 标准格子Boltzmann方法
  9.2 插值格子Boltzmann方法
   9.2.1 直角坐标系中的插值
   9.2.2 曲线坐标系中的插值
  9.3 泰勒展开和最小二乘格子Boltzmann方法
   9.3.1 泰勒级数展开
   9.3.2 最小二乘法优化
   9.3.3 讨论
  9.4 有限差分格子Boltzmann方法
   9.4.1 时间离散
   9.4.2 空间离散
   9.4.3 讨论
  9.5 有限容积格子Boltzmann方法
   9.5.1 结构化网格
   9.5.2 非结构化网格
  9.6 有限元格子Boltzmann方法
  9.7 多块网格
  9.8 多重网格
  9.9 小结
  习题
  参考文献
第10章 格子Boltzmann方法的应用
  10.1 封闭方腔自然对流
   10.1.1 物理模型
   10.1.2 模拟结果及分析
  10.2 Rayleigh-Bénard对流
   10.2.1 物理模型
   10.2.2 模拟结果及分析
  10.3 激波模拟
   10.3.1 Riemann问题模型
   10.3.2 Riemann问题的物理模型及模拟结果
   10.3.3 双马赫反射问题的物理模型及模拟结果
  10.4 声波衰减
   10.4.1 物理模型
   10.4.2 模拟结果及分析
  10.5 池沸腾中的气泡成核与生长
   10.5.1 亚稳态
   10.5.2 气液界面
   10.5.3 格子Boltzmann模拟及分析
  10.6 泡沫金属内相变材料熔化问题
  10.7 小结
  参考文献
附录
  附录A 笛卡儿张量的基本知识
   A.1 标量､矢量与张量
   A.2 张量的表示法及爱因斯坦求和约定
   A.3 克罗内克符号
   A.4 对称张量与反对称张量
   A.5 二阶张量的代数运算
   A.6 张量的微分和积分运算
  附录B 格子张量
   B.1 正多边形格子张量的性质及基本粒子速度模型
   B.2 常用离散速度模型及其张量计算
  附录C 单位转换
   C.1 参考量与单位转换
   C.2 算例
  附录D 顶盖驱动流的格子Boltzmann模拟
   D.1 物理模型
   D.2 程序变量表及源程序
   D.3 数值模拟结果
  附录E 基于伪势多相模型的相分离格子Boltzmann模拟
   E.1 问题描述
   E.2 程序变量表及源程序
   E.3 数值模拟结果
  附录F 主题索引(中英文对照)
  参考文献